太阳城集团

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USB音频输出装置及其处理方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201611079542.8

申请日:

2016.11.30

公开号:

太阳城集团CN106775560A

公开日:

2017.05.31

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 专利申请权的转移IPC(主分类):G06F 3/16登记生效日:20170927变更事项:申请人变更前权利人:四川长虹电子部品有限公司变更后权利人:四川爱联科技有限公司变更事项:地址变更前权利人:622651 四川省绵阳市安县花荄镇罗胜街四川长虹电子部品有限公司变更后权利人:621000 四川省绵阳市安州工业园区四川爱联科技有限公司|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/16申请日:20161130|||公开
IPC分类号: G06F3/16 主分类号: G06F3/16
申请人: 四川长虹电子部品有限公司
发明人: 杨引; 白浪; 罗东山; 宋洋洋; 张晋峰
地址: 622651 四川省绵阳市安县花荄镇罗胜街四川长虹电子部品有限公司
优先权:
专利代理机构: 成都虹桥专利事务所(普通合伙) 51124 代理人: 李凌峰
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法律状态
申请(专利)号:

CN201611079542.8

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.10.20|||2017.06.23|||2017.05.31

法律状态类型:

太阳城集团专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明涉及USB设备技术。本发明是要解决现有USB音频设备时钟不匹配而产生的声音失真的问题,提供了一种USB音频输出装置及其处理方法,其技术方案可概括为:USB音频输出装置包括音频数据获取模块、音频数据处理模块及音频数据输出模块,音频数据获取模块与音频数据处理模块连接,音频数据处理模块与音频数据输出模块通过IIS总线连接;音频数据处理模块还用于根据缓存的音频数据量对音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率进行调节,进而调整音频数据输出模块的音频数据输出速率,使音频数据输入速率与音频数据输出速率相匹配。本发明的有益效果是,成本低廉,适用于USB音频设备。

权利要求书

1.USB音频输出装置,包括音频数据获取模块、音频数据处理模块及音频数据输出模
块,所述音频数据获取模块与音频数据处理模块连接,音频数据处理模块与音频数据输出
模块通过IIS总线连接,
所述音频数据获取模块用于获取音频数据并将其传输给音频数据处理模块;
所述音频数据处理模块用于对输入的音频数据进行缓存及处理,得到处理后的音频数
据通过IIS总线发送给音频数据输出模块;
所述音频数据输出模块用于通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数
据;
其特征在于,所述音频数据处理模块还用于根据缓存的音频数据量对音频数据输出模
块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率进行调节,进而
调整音频数据输出模块的音频数据输出速率,使音频数据输入速率与音频数据输出速率相
匹配。
2.如权利要求1所述的USB音频输出装置,其特征在于,所述音频数据获取模块包括USB
接口,用于与外部USB主设备连接。
3.如权利要求1或2所述的USB音频输出装置,其特征在于,所述音频数据处理模块包括
微处理器。
4.如权利要求3所述的USB音频输出装置,其特征在于,所述微处理器包括音频数据缓
存区、FirmWare固件及晶振;
所述音频数据缓存区用于缓存输入的音频数据;
所述FirmWare固件用于对输入的音频数据进行处理获得处理后的音频数据;
所述晶振用于调节音频数据输出模块从FirmWare固件中获取处理后的音频数据的时
钟频率。
5.USB音频输出装置的处理方法,应用于如权利要求4所述的USB音频输出装置,其特征
在于,包括以下步骤:
步骤1、音频数据获取模块获取到音频数据并将其传输给音频数据处理模块;
步骤2、音频数据处理模块将输入的音频数据存储在音频数据缓存区中;
步骤3、音频数据处理模块判断存储在音频数据缓存区中的音频数据量是否达到音频
数据缓存区的预设容量,若是则进入步骤4,否则回到步骤1;
步骤4、音频数据输出模块通过音频数据处理模块获取经音频数据处理模块处理后的
音频数据缓存区中的音频数据,并输出,且同时从音频数据缓存区中删除经音频数据处理
模块处理后的对应的音频数据;
步骤5、音频数据处理模块时刻判断当前音频数据缓存区中的音频数据量是否超过或
未达到音频数据缓存区的预设容量,若相等则回到步骤4,若超过或未达到则进入步骤6;
步骤6、音频数据处理模块的FirmWare固件发送时钟调节指令给晶振,调节音频数据输
出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率,回到步骤
4。
6.如权利要求5所述的USB音频输出装置的处理方法,其特征在于,所述音频数据缓存
区的预设容量为音频数据缓存区总容量的一半。
7.如权利要求5所述的USB音频输出装置的处理方法,其特征在于,步骤6具体为:当IIS
总线中的FS的上升沿或下降沿到来时等待一个DA精度后,FirmWare固件再发送时钟调节指
令给晶振,调节音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频
数据的时钟频率,回到步骤4。
8.如权利要求5或6或7所述的USB音频输出装置的处理方法,其特征在于,步骤6中,所
述音频数据处理模块的FirmWare固件发送时钟调节指令给晶振,调节音频数据输出模块通
过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率是指:若当前音频数
据缓存区中的音频数据量超过音频数据缓存区的预设容量,则音频数据处理模块的
FirmWare固件发送时钟调节指令给晶振,提高音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据
处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率,若当前音频数据缓存区中的音频数据量未
达到音频数据缓存区的预设容量,则音频数据处理模块的FirmWare固件发送时钟调节指令
给晶振,降低音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数
据的时钟频率。

说明书

USB音频输出装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及USB设备技术,特别涉及USB音频输出装置技术。

背景技术

随着USB技术在现代电子系统中的广泛应用,不仅计算机机箱外具有USB接口,包
括MP3、手机、PAD及家电产品等都具有主机功能的USB接口,其中USB音频设备逐渐的发展起
来并且得到了很多消费者的接受和喜爱。音频输出系统中,USB主设备与USB音频设备的时
钟源是独立的,而且每个时钟源都是有偏差的,因此,USB主设备与USB音频设备音频编解码
器发送或接收数据的速度不一样,就会导致声音失真。

目前通常的解决办法如下:

1、利用软件简单丢弃或插入一些音频数据,但改善效果不明显。

2、利用功能强大的微处理器或DSP(Digital Signal Process),对音频数据重新
采样,虽然得到音质效果还可以,但其成本太高。

3、有些半导体厂商在微处理器内集成了硬件IP来解决时钟不匹配问题,通常这种
微处理器价格都很高。

4、利用增加外围电路解决,通常电路很复杂,成本也很高。

发明内容

本发明的目的是要解决目前USB音频设备时钟不匹配而产生的声音失真的问题,
提供了一种USB音频输出装置及其处理方法。

本发明解决其技术问题,采用的技术方案是,USB音频输出装置,包括音频数据获
取模块、音频数据处理模块及音频数据输出模块,所述音频数据获取模块与音频数据处理
模块连接,音频数据处理模块与音频数据输出模块通过IIS(Inter—IC Sound)总线连接,

所述音频数据获取模块用于获取音频数据并将其传输给音频数据处理模块;

所述音频数据处理模块用于对输入的音频数据进行缓存及处理,得到处理后的音
频数据通过IIS总线发送给音频数据输出模块;

所述音频数据输出模块用于通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音
频数据;

其特征在于,所述音频数据处理模块还用于根据缓存的音频数据量对音频数据输
出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率进行调节,
进而调整音频数据输出模块的音频数据输出速率,使音频数据输入速率与音频数据输出速
率相匹配。

具体的,所述音频数据获取模块包括USB接口,用于与外部USB主设备连接。

进一步的,所述音频数据处理模块包括微处理器。

具体的,所述微处理器包括音频数据缓存区、FirmWare固件及晶振;

所述音频数据缓存区用于缓存输入的音频数据;

所述FirmWare固件用于对输入的音频数据进行处理获得处理后的音频数据;

所述晶振用于调节音频数据输出模块从FirmWare固件中获取处理后的音频数据
的时钟频率。

USB音频输出装置的处理方法,应用于上述USB音频输出装置,其特征在于,包括以
下步骤:

步骤1、音频数据获取模块获取到音频数据并将其传输给音频数据处理模块;

步骤2、音频数据处理模块将输入的音频数据存储在音频数据缓存区中;

步骤3、音频数据处理模块判断存储在音频数据缓存区中的音频数据量是否达到
音频数据缓存区的预设容量,若是则进入步骤4,否则回到步骤1;

步骤4、音频数据输出模块通过音频数据处理模块获取经音频数据处理模块处理
后的音频数据缓存区中的音频数据,并输出,且同时从音频数据缓存区中删除经音频数据
处理模块处理后的对应的音频数据;

步骤5、音频数据处理模块时刻判断当前音频数据缓存区中的音频数据量是否超
过或未达到音频数据缓存区的预设容量,若相等则回到步骤4,若超过或未达到则进入步骤
6;

步骤6、音频数据处理模块的FirmWare固件发送时钟调节指令给晶振,调节音频数
据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率,回到
步骤4。

具体的,所述音频数据缓存区的预设容量为音频数据缓存区总容量的一半。

进一步的,步骤6具体为:当IIS总线中的FS(LRCLK of IIS,是指音频IIS协议的左
右时钟)的上升沿或下降沿到来时等待一个DA精度后(Digitsal-to-Analog precision,DA
精度是指数模转换的精度),FirmWare固件再发送时钟调节指令给晶振,调节音频数据输出
模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率,回到步骤4。

具体的,步骤6中,所述音频数据处理模块的FirmWare固件发送时钟调节指令给晶
振,调节音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的
时钟频率是指:若当前音频数据缓存区中的音频数据量超过音频数据缓存区的预设容量,
则音频数据处理模块的FirmWare固件发送时钟调节指令给晶振,提高音频数据输出模块通
过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率,若当前音频数据缓
存区中的音频数据量未达到音频数据缓存区的预设容量,则音频数据处理模块的FirmWare
固件发送时钟调节指令给晶振,降低音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块
中获取处理后的音频数据的时钟频率。

本发明的有益效果是,在本发明方案中,通过上述USB音频输出装置及其处理方
法,可以根据缓存的音频数据量来堆音频数据输出模块的时钟频率进行调节,从而改变音
频数据输出速率,使音频数据均匀输出,实现声音无失真、无噪声,且实现简单,成本低廉。

附图说明

图1为本发明实施例USB音频输出装置的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例,详细描述本发明的技术方案。

本发明所述USB音频输出装置,其包括音频数据获取模块、音频数据处理模块及音
频数据输出模块,音频数据获取模块与音频数据处理模块连接,音频数据处理模块与音频
数据输出模块通过IIS(Inter—IC Sound)总线连接,其中,音频数据获取模块用于获取音
频数据并将其传输给音频数据处理模块;音频数据处理模块用于对输入的音频数据进行缓
存及处理,得到处理后的音频数据通过IIS总线发送给音频数据输出模块;音频数据输出模
块用于通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据;音频数据处理模块还
用于根据缓存的音频数据量对音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取
处理后的音频数据的时钟频率进行调节,进而调整音频数据输出模块的音频数据输出速
率,使音频数据输入速率与音频数据输出速率相匹配。音频数据处理模块可以包括微处理
器,而微处理器可以包括音频数据缓存区、FirmWare固件及晶振,其中,音频数据缓存区用
于缓存输入的音频数据;FirmWare固件用于对输入的音频数据进行处理获得处理后的音频
数据;晶振用于调节音频数据输出模块从FirmWare固件中获取处理后的音频数据的时钟频
率。

本发明所述的USB音频输出装置的处理方法,应用于上述USB音频输出装置,首先
音频数据获取模块获取到音频数据并将其传输给音频数据处理模块,然后音频数据处理模
块将输入的音频数据存储在音频数据缓存区中,音频数据处理模块再判断存储在音频数据
缓存区中的音频数据量是否达到音频数据缓存区的预设容量,若不是则回到音频数据获取
模块获取到音频数据那一步,若是则音频数据输出模块通过音频数据处理模块获取经音频
数据处理模块处理后的音频数据缓存区中的音频数据,并输出,且同时从音频数据缓存区
中删除经音频数据处理模块处理后的对应的音频数据,在输出时,音频数据处理模块时刻
判断当前音频数据缓存区中的音频数据量是否超过或未达到音频数据缓存区的预设容量,
若相等则回到音频数据输出模块通过音频数据处理模块获取经音频数据处理模块处理后
的音频数据缓存区中的音频数据那一步,若超过或未达到则音频数据处理模块的FirmWare
固件发送时钟调节指令给晶振,调节音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块
中获取处理后的音频数据的时钟频率,再回到音频数据输出模块通过音频数据处理模块获
取经音频数据处理模块处理后的音频数据缓存区中的音频数据那一步。

实施例

本发明实施例的USB音频输出装置,其系统框图参见图1,包括音频数据获取模块、
音频数据处理模块及音频数据输出模块,音频数据获取模块与音频数据处理模块连接,音
频数据处理模块与音频数据输出模块通过IIS总线连接。

其中,音频数据获取模块用于获取音频数据并将其传输给音频数据处理模块。其
包括USB接口,用于与外部USB主设备连接,从外部USB主设备中获取音频数据。

音频数据处理模块用于对输入的音频数据进行缓存及处理,得到处理后的音频数
据通过IIS总线发送给音频数据输出模块;还用于根据缓存的音频数据量对音频数据输出
模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率进行调节,进
而调整音频数据输出模块的音频数据输出速率,使音频数据输入速率与音频数据输出速率
相匹配。

音频数据处理模块可以包括微处理器,而微处理器可包括音频数据缓存区、
FirmWare固件及晶振,这里,音频数据缓存区用于缓存输入的音频数据;FirmWare固件用于
对输入的音频数据进行处理获得处理后的音频数据;晶振用于调节音频数据输出模块从
FirmWare固件中获取处理后的音频数据的时钟频率。

音频数据输出模块用于通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数
据。

使用时,其处理方法如下:

步骤1、音频数据获取模块获取到音频数据并将其传输给音频数据处理模块。

步骤2、音频数据处理模块将输入的音频数据存储在音频数据缓存区中。

步骤3、音频数据处理模块判断存储在音频数据缓存区中的音频数据量是否达到
音频数据缓存区的预设容量,若是则进入步骤4,否则回到步骤1。

本步骤中,音频数据缓存区的预设容量优选为音频数据缓存区总容量的一半,可
由用户或工作人员根据情况进行设置。

步骤4、音频数据输出模块通过音频数据处理模块获取经音频数据处理模块处理
后的音频数据缓存区中的音频数据,并输出,且同时从音频数据缓存区中删除经音频数据
处理模块处理后的对应的音频数据。

步骤5、音频数据处理模块时刻判断当前音频数据缓存区中的音频数据量是否超
过或未达到音频数据缓存区的预设容量,若相等则回到步骤4,若超过或未达到则进入步骤
6。

本步骤中,音频数据缓存区的预设容量优选为音频数据缓存区总容量的一半,可
由用户或工作人员根据情况进行设置。

步骤6、音频数据处理模块的FirmWare固件发送时钟调节指令给晶振,调节音频数
据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率,回到
步骤4。

本步骤可以具体为:当IIS总线中的FS的上升沿或下降沿到来时等待一个DA精度
后,即音频数据输出模块输出无效数据时,FirmWare固件再发送时钟调节指令给晶振,调节
音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频
率,回到步骤4。

而其中,音频数据处理模块的FirmWare固件发送时钟调节指令给晶振,调节音频
数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率是
指:若当前音频数据缓存区中的音频数据量超过音频数据缓存区的预设容量,则音频数据
处理模块的FirmWare固件发送时钟调节指令给晶振,提高音频数据输出模块通过IIS总线
从音频数据处理模块中获取处理后的音频数据的时钟频率,若当前音频数据缓存区中的音
频数据量未达到音频数据缓存区的预设容量,则音频数据处理模块的FirmWare固件发送时
钟调节指令给晶振,降低音频数据输出模块通过IIS总线从音频数据处理模块中获取处理
后的音频数据的时钟频率。

这样就可以使音频数据缓存区中的音频数据量始终保持预设容量,从而保证音频
数据均匀输出。

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USB 音频 输出 装置 及其 处理 方法
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